Устройство для измерения составляющих комплексного сопротивления

 

(72) Авторы изобретении

В. Н. Чинков, И. !0. Курганцев и В. И. Анохин. (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОСТАВЛ КЩИХ

КОМПЛЕКСНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения активной и реактивной составляющих комплексных сопротивлений или пассивных двухполюсных электрических цепей.

Известно устройство допускового контроля сопротивлений электрических цепей, содержащее источник образцового напряжения, преобразователь преобразуемого параметра в напряжение, дискретно управляемый делитель, фазочувствительный выпрямитель и блок сравнения 1 .

К недостаткам такого устройства относятся низкое быстродействие, так как в процессе измерений производится перестройка параметров измерительной цепи, и отсутствие непосредственного отсчета активной и реактивной составляющих комплексного сопротивления. В этом устройстве производится измерение (контроль) модуля и аргумента комплексного сопротивления, а для перехода к автивной и реактив". ной составляющим необходимы дополнительные вычисления.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, позволяющее раздельно измерять активную и реак-,: тивную составляющие комплексного сопротивления, которое содержит источннк образцового напряжения, преобразователь преобразуемого параметра в напряжение, фазочувствительные выпрямители, фазовращатель, дискретный управляемый делитель и блок сравнения(21..

Недостатки указанного устройства

35 состоят в низком быстродействии и невысокой точности иэ-за влияния нестабильности источника образцового напряжения. Кроме того, такое устройство позволяет измерять только составляющие комплексного сопротивления.

Цель изобретения — повышение быстродействия и точности измерений.

894579 (2) 30

Выход генератора 1 синусоидального напряжения подключен к ареобразователю 2 сопротивление-напряжение и к одной паре неподвижных контактов переключателя 3, другая пара иенодвижных контактов которого соединена с выходом преобразователя 2 сопротивление-напряжение. Последний имеет, кроме того, зажимы для подключения исследуемой цепи (или сопротивления .) .Один из подвижных контактов переключателя 3 соединен со входами временного дискриминатора 4 и амплитудного детектора 5, а,другой подвижньй контакт переключателя 3 связан с первым входом электПоставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения составляющих комплексного сопротивления, содержащее последовательно соединенные генератор синусоидалъного напряжения и преобразователь сопротивление-напряжение, дополнительно введены амплитудный детектор, временной дискриминатор нулей и максимумов синусоидального сигнала, аналоговое запоминающее устройство, логометр, электронный ключ и пере-ключатель с двумя парами переключаю-., щих контактов, причем входы временного дискриминатора нулей и максимумов синусоидального сигнала и амплитудного детектора объединены между собой и подключены к одному подвиж" ному контакту переключателя, выход амплитудного детектора связан с первым входом логометра, второй вход которого через аналоговое запоминающее устройство и электронный ключ, подключенный также к выходу вре» менногодискриминатора,соединен с другими подвижным контактом переключателя,две пары неподвижных контактов которого попарно объединены между собой и подключены к выходам генератора синусоидального напряжения и преобразователя сопротивление-напряжение.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

В состав устройства входят генератор l сииусоидального напряжения, преобразователь 2 сопротивлениенапряжение, переключатель 3, временной дискриминатор 4 нулей и максимумов синусоидального напряжения, амплитудный детектор 5, электронный ключ 6, аналоговое запоминающее устройство 7 и логометр 8. ронного ключа 6, второй вход которо го подключен к выходу временного ди" скриминатора 4, а выход — к аналоговому запоминающему устройству 7. К выходам амплитудного детектора 5 и аналогового запоминающего устройства 7 подключены первый и второй входы логометра 8 соответственно.

Устройство работает следующим

10 образом.

Выражения для мгновенных значений напряжений на входе и выходе преобразователя 2 сопротивлениенапряжение имеют вид

U =U 518 (16 + „)

U = 0 < 51È (N4+Ч14+9)у

20 где — угол сдвига фаз, равный аргументу комплексного сопротивления 7„;

М1„1 - амплитуда выходного напряжения.

Если напряжение U снимать, например, с образцового резистора сопротивлением Й О, включенного после" довательно с сопротивлением Е то

Напряжение О с выхода генератора 1 синусоидальных коЛебаний и напряжение 0 с выхода преобразователя

2 сопротивление-напряжение поступают на соответствующие контакты переключателя Э, которыя задаются два режима работы: измерение составляющих комплексного сопротивления и

40 измерение составляющих комплексной проводимости. Рассмотрим каждый иэ этих режимов.

При измерении составляющих комнлексного сопротивления переключатель 3 находится в положении !. В этом случае напряжение Uy поступает на входы временного дискриминатора 4 и амплитудного детектора 5, а напряжение 0 подается через открытый элактронный ключ 6 Н 8H 1 овое запоминающее устройство 7. Амплитудный детектор 5 формирует постоянное напряжение 0, пропорциональное амплитуде входного напря55 жения Uy, т. е.

894579

I0

Ц "+g rj+ (5) (6) 0 + О соаЧ

U>= k>u, 40,t U» I «К сьЧ либо напряжение

Up@ КyU „co&

S5 где К - коэффициент п».еобразования

Р детектора 5.

Напряжение U подается на первый вход логометра 8, Напряжение на выходе аналогового запоминающего устройства 7 изменяется пропорционально с коэффициентом К (коэффициент передачи) напряжению U.Âðåìåíной дискриминатор 4 выделяет моменты перехода напряжения 0 через нуль и максимум в зависимости от измеряемой составляющей, реактивной, и в эти моменты времени закрывает электронный ключ 6. На выходе аналогового запоминающего устройства 7 сохраняется напряжение, пропорциональное мгновенному значению напряжения 0К в момент изменения состояния электронного ключа 6. Обозначим через Ор и

0 мгновенные значения напряжения 0 в моменты герехода напряжения U< через нуль и максимум соответственно.

Мгновенные значения Ор получим из выражения (»), подставляя в него ай +Q> K.Ê-$, где К - О, l,2,3,..., а мгновенные значения U< - прн

et +V (2К +») »/2- V. Имеем

На выходе аналогового запоминающего устройства 7 фиксируется напряжение, равное либо

0 =+К,И ВюЧ (» при измерении реактивной составляющей, либо при измерении активной составляющей комплексного сопротивления .Эти напряжения, одно или другое, подаются на второй вход логометра 8. На выходе логометра 8 формируется сигнал, равный отношению двух напряжений, т.е. либо +k u e1nVZ„

= KZx S1NМ= -Kxi

9 о (9) либо

| О«I г, 0 К = К2,» соеФ= К Я,

« Ж где Ф вЂ - - коэффициент передачи устройства.

К R

Ь

Таким образом, выходной сигнал ло- гометра 8 пропорционален либо рективной, либо активной составляющей измеряемого комплексного сопротивления. Полярность этого сигнала в .случае измерения реактивной составля-ющей является признаком характера реактивной составляющей сопротивления (индуктивная или емкостная).

При измерении составляющих комплексной проводимости переключатель находится в положении П. В этом случае меняются местами цепи прохождения напряжений U и Ох. Напряжение подается на временной дискриминатор

4 и амплитудный детектор 5, а напряжение 0> поступает через электронный ключ 6 на аналоговое запоминающее устройство 7. Временной дискриминатор 4 выделяет теперь моменты перехода через нуль или максимум (в зависимости от измеряемой составляющей комплексной проводимости) и в эти моменты закрывает ключ 6, отклв чая вход аналогового запоминающего устройства 7 от выхода преобразователя 2 сопротивление-напряжение. В остальном принцип действия устройства не отличается от рассмотрен30 ного вьппе.Очевидно, в этом режиме на выходе амплитудного детектора 5 фор-. мируется постоянное напряжение а на выходе аналогового запоминающего устройства 7 либо напряжение о =+K 0 „вам, (l2) Тогда выходной сигнал логометра 8 равен отношению напряжений

0> р +К

-+ К уиМ= eb, "ф "rn Я4) либо

I pa l k+ x eon V

- К g cosy= q(I 5) о к,ц т.е. выходной сигнал логометра 8 пропорционален реактивной (с учетом знака) или активной составляющей ком-! плексной проводимости.

894579

Формула изобретения

Составитель В. Семенчук

Редактор И. Михеева Техред А. Бабинец Корректор С..Щомак

Заказ 11478/72 Тираж 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал IIIIII "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом, с помощью предлагаемого устройства значительно уменьшается время измерений, так как здесь отсутствует какая-либо перестройка параметров измерительной цепи или уравновешивание; повышает-, ся точность за счет исключения влияния нестабильности источника напряжения (генератора синусоидальных сигналов); решается класс решаемых задач за счет измерения не только составляющих комплексного сопротивления, но и составляющих комплексной прово-димости.

Устройство для измерения составляюшдх комплексного сопротивления, содержащее последовательно соединенные генератор синусоидального напряжения и преобразователь сопротивление-напряжение, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности измерений, а также расширения функциональных возможностей, в лего дополнительно введены амплитудный детектор, временной дискриминатор нулей и максимумов синусоидального сигнала, аналоговое запоминающее устройство, логометр, электронный ключ и переключатель с двумя парами переключающих контактов, причем входы временного дискриминатора нулей и максимумов синусоидального сигнала и амплитудного детектора объединены между собой и подключены.к одному подвижному контакту переключателя, выход амплитудного детектора связан с первым входом логометра, второй вход которого через аналоговое запоминающее устройство и электронный ключ, подключенный также к выходу временного дискриминатора, соединен с другим подвижным контактом переключателя, две пары неподвижных контактов которого попарно объединены между собой и подключены к выходам генератора синусоидального напряжения и преобразователя сопротивление-напряжение.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 282752, кл. С 06 F 11/04, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

В 256392, кл. G 05 8 23/02, 1968 (прототип).